TWI437553B - 影像處理裝置及影像處理方法 - Google Patents

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TWI437553B TW100116469A TW100116469A TWI437553B TW I437553 B TWI437553 B TW I437553B TW 100116469 A TW100116469 A TW 100116469A TW 100116469 A TW100116469 A TW 100116469A TW I437553 B TWI437553 B TW I437553B
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Description

影像處理裝置及影像處理方法
本發明係有關於一種影像處理裝置，尤指一種能夠對螢幕上兩個視窗進行不同畫質處理的影像處理裝置及其相關方法。
一般來說，數位顯示器通常會對所有的影像資料進行同一種影像調整操作，以產生欲顯示的調整後影像資料，然而，在某些需求下，例如於展覽會場展示顯示器的影像品質時，數位顯示器會需要同時顯示兩個視窗以呈現兩種不同的影像畫質，且在如第1圖所示的某些設計下，視窗A內所顯示的係為來自一單一來源的一圖框影像資料，視窗B所顯示的亦為該圖框影像資料的一部分，視窗B係位於視窗A之內，且視窗B會自動地不斷更新其顯示範圍。此外，視窗B的下一個移動位置是藉由軟體計算所產生的。
然而，若是使用軟體來實現第1圖所示的雙視窗顯示方式時，其影像處理晶片必須支援子母畫面功能，並透過兩個不同的通道來分別對兩個視窗內的影像資料進行處理，以達到兩個視窗分別呈現兩種不同影像畫質的效果，而這種方式會有以下三種缺點：
(1)　使用軟體來計算視窗B的下一個移動位置需要較長的計算時間。
(2)　因為數位顯示器的系統運作相當複雜，因此當系統資源或能力有限時，軟體會因為要優先執行其他動作而無法即時計算視窗B的下一個移動位置，因此會造成視窗B在移動的過程中看起來不連續。
(3)　因為上述雙視窗係分別顯示不同的影像畫質，因此，雙視窗中對應至每一個視窗的影像資料都需要使用到一個通道來進行影像調整，之後再將兩個通道的輸出影像資料相加，因此，由於需要使用到兩個通道來進行影像調整，因此會需要利用到支援子母畫面功能的相關電路，因此，當系統啟動上述雙視窗功能時，無法同時使用子母畫面(子母畫面所顯示的影像資料分別來自不同的來源)。
因此，本發明的目的之一在於提供一種影像處理裝置及相關方法，其使用硬體來計算出視窗的下一個移動位置，以解決上述的問題。
依據本發明一實施例，一種影像處理裝置包含有一第一時序產生器、一第二時序產生器以及一影像調整單元。該第一時序產生器用來產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號；該第二時序產生器用來產生用以界定一第二視窗位置的複數個第二驅動訊號，其中該第二視窗係位於該第一視窗之內；以及該影像調整單元用來依據該複數個第一驅動訊號以及該複數個第二驅動訊號以對一影像資料進行影像調整以產生一調整後影像資料；其中該第二時序產生器係依據本身純硬體的運算以產生該複數個第二驅動訊號。
依據本發明另一實施例，一種影像處理方法，包含有：產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號；以及使用一時序產生器以產生用以界定一第二視窗位置的複數個第二驅動訊號，其中該第二視窗係位於該第一視窗之內；以及依據該複數個第一驅動訊號以及該複數個第二驅動訊號以對一影像資料進行影像調整以產生一調整後影像資料；其中該時序產生器係依據本身純硬體的運算以產生該複數個第二驅動訊號。
依據本發明另一實施例，一種影像處理裝置包含有一第一時序產生器、一第二時序產生器以及一影像調整單元。該第一時序產生器用來產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號；該第二時序產生器用來產生用以界定一第二視窗位置的複數個第二驅動訊號，其中該第二視窗係位於該第一視窗之內；該影像調整單元耦接於該時序產生器，且用來依據該複數個第一驅動訊號以及該複數個第二驅動訊號以對一影像資料進行影像調整以產生一調整後影像資料，其中該影像調整單元使用同一套電路來針對該影像資料中對應該第一視窗的第一影像資料以及對應該第二視窗的第二影像資料進行影像調整操作。
依據本發明另一實施例，一種影像處理方法，包含有：產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號；以及產生用以界定一第二視窗位置的複數個第二驅動訊號，其中該第二視窗係位於該第一視窗之內；以及依據該複數個第一驅動訊號以及該複數個第二驅動訊號，並使用同一套電路來針對一影像資料中對應該第一視窗的第一影像資料以及對應該第二視窗的第二影像資料進行影像調整操作，以產生一調整後影像資料。
請參考第2A圖，第2A圖為依據本發明一實施例之影像處理裝置200的示意圖。如第2A圖所示，影像處理裝置200包含有一第一時序產生器210、一第二時序產生器220、一影像調整單元230以及一顯示介面240。影像處理裝置200可以應用於電視、個人電腦、數位相機等等具有螢幕以顯示影像畫面的電子產品。
在影像處理裝置200的操作上，首先，第一時序產生器210產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號T1，於本實施例中，第一視窗包含顯示器畫面的全部顯示範圍，且複數個第一驅動訊號T1包含有水平同步訊號Hsync1、垂直同步訊號Vsync1、資料致能(Data Enable)訊號DE1、起始點資訊ST1、第一視窗寬度資訊以及第一視窗長度資訊等等。
接著，第二時序產生器220依據至少一部分的第一驅動訊號T1，並依據本身純硬體的運算以產生用以界定一第二視窗位置的複數個第二驅動訊號T2，其中第二視窗係位於第一視窗之內，且複數個第二驅動訊號T2包含有水平同步訊號Hsync2、垂直同步訊號Vsync2、資料致能訊號DE2、起始點資訊ST2、第二視窗寬度資訊以及第二視窗長度資訊等等，此外，上述之純硬體的運算指的是第二驅動訊號T2的產生過程並不需要使用到軟體/程式碼的運算。
接著，影像調整單元230依據複數個第一驅動訊號T1以及複數個第二驅動訊號T2以對影像資料Din進行影像調整以產生一調整後影像資料Din’，其中影像調整單元230針對影像資料Din中對應第一視窗的第一影像資料以及對應第二視窗的第二影像資料分別進行不同的影像調整操作。舉例來說，請參考第3圖，假設影像資料Din為一圖框影像資料，則影像調整單元230對第一視窗310內的第一影像資料(亦即第3圖中第二視窗320以外的區域)以及第二視窗320內的第二影像資料分別進行不同的影像調整操作，且所謂不同的影像調整操作包含亮度調整、彩度調整、對比度調整、邊緣銳利度調整或是其他任何的影像調整上的不同。
最後，顯示介面240接收調整後影像資料Din’以產生一輸出影像資料Dout至一顯示器，並顯示於其上。
此外，影像調整單元230使用同一套電路來針對影像資料Din中對應第一視窗310的第一影像資料以及對應第二視窗320的第二影像資料進行影像調整操作，亦即，影像資料Din不需分別經過兩個不同的電路來進行影像處理之後再相加為調整後影像資料Din’。詳細來說，請參考第2B圖，第2B圖為依據本發明一實施例之影像調整單元230的示意圖。如第2B圖所示，影像調整單元230包含有一亮度調整單元232、一彩度調整單元234以及一對比度調整單元236，需注意的是，第2B圖中影像調整單元230所包含的調整單元僅為一範例說明而並非作為本發明的限制。在影像調整單元230的操作上，第3圖所示的圖框影像資料Din係逐行(line by line)地將像素資料輸入至亮度調整單元232並進行影像調整，而亮度調整單元232、彩度調整單元234以及對比度調整單元236中至少其一對第一視窗310的第一影像資料以及第二視窗320的第二影像資料進行不同的影像操作。舉例來說，當亮度調整單元232接收到第一視窗310的第一影像資料時，亮度調整單元232對第一影像資料進行第一影像調整；而當亮度調整單元232接收到對應第二視窗320的第二影像資料時，亮度調整單元232可以對第二影像資料進行異於該第一影像調整的第二影像調整，或是不對第一影像資料進行任何影像調整而直接將所接收的第二影像資料傳送至彩度調整單元234。
需注意的是，上述實施例係假設影像資料Din為一單一圖框影像資料(如第3圖所示)，然而，於本發明之其他實施例中，影像資料Din可以並非一定為一圖框影像資料，舉例來說，第3圖中的第二視窗320中的內容可以為另一圖片；或是第一視窗310中有部分區域係用來顯示子母畫面，而這些設計上的變化均應隸屬於本發明的範疇。
此外，請參考第4圖，第4圖為依據本發明一實施例之第二時序產生器220的示意圖。如第4圖所示，第二時序產生器220包含有一參數暫存器410、一計算與判斷邏輯420以及一時序邏輯430。參數暫存器4i0中儲存有以下初始參數：第二視窗水平方向起始點Xi、第二視窗垂直方向起始點Yi、第二視窗水平寬度Wi、第二視窗垂直高度Hi、第二視窗可顯示範圍的水平方向起始點Xb、第二視窗可顯示範圍的垂直方向起始點Yb、第二視窗可顯示範圍的水平方向結束點XEb、第二視窗可顯示範圍的垂直方向結束點YEb、第二視窗的最小水平寬度Wmin、第二視窗的最小垂直高度Hmin、第二視窗水平方向起始點的變化量ΔX、第二視窗垂直方向起始點的變化量ΔY、第二視窗水平寬度的變化量ΔW、第二視窗垂直高度的變化量ΔH，其中ΔX、ΔY、ΔW、ΔH可為正數或負數；此外，參數暫存器410另包含有四個參數Yinv_L、Yinv_R、Xinv_U、Xinv_D，其分別用來表示當左方、右方、上方、下方邊界條件觸發時，ΔY或是ΔX是否要反向。第5圖為螢幕上有關於初始參數以及第一視窗510與第二視窗520之起始位置的示意圖。
接著，在第二時序產生器220的操作上，請同時參考第4圖以及第6圖，第6圖為依據本發明一實施例之決定第二視窗位置的流程圖。參考第6圖，流程敘述如下：首先，在步驟600中，第二時序產生器220為一初始狀態，亦即顯示器螢幕上所顯示的即為第5圖所示的畫面。接著，在步驟602中，計算與判斷邏輯420持續更新第二視窗的位置以及大小，以得到一更新後的第二視窗的位置及大小，而時序邏輯430接收參數暫存器410及計算與判斷邏輯420的相關資訊後，輸出相對應之複數個第二驅動訊號T2至顯示介面240。舉例來說，請參考第7圖，假設於目前時間點n第二視窗720_1的起始點位置為(X(n),Y(n))，且水平寬度與垂直高度分別為W(n)、H(n)，則計算與判斷邏輯420使用以下運算式來計算出下一時間點(n+1)第二視窗720_2的起始點位置(X(n+1),Y(n+1))、水平寬度W(n+1)與垂直高度H(n+1)：
X(n+1)=X(n)+ΔX；
Y(n+1)=Y(n)+ΔY；
W(n+1)=W(n)+ΔW；
H(n+1)=H(n)+ΔH。
在步驟604中，計算與判斷邏輯420會判斷所計算出之第二視窗的顯示範圍是否超出第二視窗的可顯示範圍(亦即是否超出第5圖所示之Xb、Yb、XEb、YEb所圍成的區域)，若是超出第二視窗的可顯示範圍，則流程進入步驟606以進行邊界狀態移動。
在步驟606中，計算與判斷邏輯420會先依據目前第二視窗的位置以及所計算出之下一次第二視窗的位置來使得更新後之第二視窗的位置會剛好對齊邊界。請參考第8圖，假設目前時間的第二視窗為820_1，且計算與判斷邏輯420在一般移動狀態下計算出的第二視窗為820_2，則因為第二視窗820_2超出第二視窗的可顯示範圍，計算與判斷邏輯420會依據第二視窗820_1、820_2的位置以計算出第二視窗820_3，其中第二視窗820_3會剛好對齊邊界。此外，第8圖所示為對齊左方邊界的示意圖，本發明領域中具有通常知識者應能了解計算與判斷邏輯420對於其他三個邊界的計算方法，因此在此不予贅述。
接著，當計算與判斷邏輯420會判斷所計算出對其邊界之第二視窗820_3之後，計算與判斷邏輯420會選擇將ΔW、ΔH作反向的動作，ΔX及ΔY則會依據所處發的邊界條件，而有反向或不反向的兩種選擇，此選擇會參考參數暫存器410中所儲存的參數Yinv_L、Yinv_R、Xinv_U、Xinv_D，這些參數的設定如下：
Yinv_L：決定左方邊界條件觸發後，ΔY是否反向，+1代表不反向，-1代表反向；
Yinv_R：決定右方邊界條件觸發後，ΔY是否反向，+1代表不反向，-1代表反向；
Xinv_U：決定上方邊界條件觸發後，ΔX是否反向，+1代表不反向，-1代表反向；
Xinv_D：決定下方邊界條件觸發後，ΔX是否反向，+1代表不反向，-1代表反向
舉例來說，請參考第9圖，第二視窗820_1往左移動變為第二視窗820_3，則此時觸發左方邊界條件，計算與判斷邏輯420依據參數Yinv_L的值來決定第二視窗往路徑A或是往路徑B走，其中路徑A：Yinv_L=+1；路徑B：Yinv_L=-1。此外，第9圖所示為觸發左方邊界條件的示意圖，本發明領域中具有通常知識者應能了解計算與判斷邏輯420對於觸發其他三個邊界的計算方法，因此在此不予贅述。
在步驟608中，計算與判斷邏輯420會判斷所計算出之第二視窗的顯示範圍是否小於第二視窗的最小顯示範圍(亦即第二視窗的寬度是否小於最小水平寬度Wmin，第二視窗的高度是否小於最小垂直高度Hmin)，若是小於第二視窗的最小顯示範圍，則流程進入步驟610以進行最小值移動狀態。
在步驟610中，當計算與判斷邏輯420所計算出之第二視窗的水平寬度小於Wmin時，計算與判斷邏輯420會將水平寬度的變化量作反向計算，亦即若原本的ΔW位負值，則反向ΔW為正值，並重新計算出一更新後的第二視窗寬度；同理，當計算與判斷邏輯420所計算出之第二視窗的垂直高度小於Hmin時，計算與判斷邏輯420會將垂直高度的變化量作反向計算，亦即若原本的ΔH為負值，則反向ΔH為正值，並重新計算出一更新後的第二視窗高度。
簡要歸納本發明，於本發明之影像處理裝置及相關的方法中，第一時序產生器與第二時序產生器分別用來產生用以界定第一視窗位置的複數個第一驅動訊號以及用以界定第二視窗位置的複數個第二驅動訊號，且其中該第二時序產生器係依據本身純硬體的運算以產生該複數個第二驅動訊號；以及影像調整單元影像調整單元針對影像資料中對應第一視窗的第一影像資料以及對應第二視窗的第二影像資料分別進行不同的影像調整操作。如此一來，在計算第二視窗位置時便不會受到系統其他動作的影響，也不需要經過軟體繁瑣的計算，且因為不會佔用到子母畫面的硬體，故仍然保有子母畫面的功能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
200‧‧‧影像處理裝置
210‧‧‧第一時序產生器
220‧‧‧第二時序產生器
230‧‧‧影像調整單元
232‧‧‧亮度調整單元
234‧‧‧彩度調整單元
236‧‧‧對比度調整單元
240‧‧‧顯示介面
310、510‧‧‧第一視窗
320、520、720_1、720_2、820_1、820_2、820_3‧‧‧第二視窗
410‧‧‧參數暫存器
420‧‧‧計算與判斷邏輯
430‧‧‧時序邏輯
600~610‧‧‧步驟
第1圖為雙視窗顯示的示意圖。
第2A圖為依據本發明一實施例之影像處理裝置的示意圖。
第2B圖為依據本發明一實施例之影像調整單元230的示意圖。
第3圖為第一視窗以及第二視窗的示意圖。
第4圖為依據本發明一實施例之第2A圖所示第二時序產生器的示意圖。
第5圖為螢幕上有關於初始參數以及第一視窗與第二視窗之起始位置的示意圖。
第6圖為依據本發明一實施例之決定第二視窗位置的流程圖。
第7圖為第二視窗在一般移動狀態的示意圖。
第8圖為第二視窗在邊界移動狀態的示意圖。
第9圖為第二視窗在最小值移動狀態的示意圖。
200．．．影像處理裝置
210．．．第一時序產生器
220．．．第二時序產生器
230．．．影像調整單元
240．．．顯示介面

Claims (12)

  1. 一種影像處理裝置，包含有：一第一時序產生器，用來產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號；以及一第二時序產生器，包含有：一參數暫存器，用來儲存至少用以界定一第二視窗之初始位置的多個參數，其中該第二視窗係位於該第一視窗之內；一計算與判斷邏輯，耦接於該參數暫存器，用來根據該些參數來更新該第二視窗的位置，並據以產生相關資訊；以及一時序邏輯，耦接於該參數暫存器與該計算與判斷邏輯，用來根據該些參數以及該相關資訊以產生用以界定該第二視窗位置的複數個第二驅動訊號；以及一影像調整單元，耦接於該時序產生器，該影像調整單元依據該複數個第一驅動訊號所界定之該第一視窗的位置以針對至少一影像資料中對應該第一視窗的第一影像資料進行一第一影像調整，以及依據該複數個第二驅動訊號所界定之該第二視窗的位置以對應該第二視窗的第二影像資料進行異於該第一影像調整之一第二影像調整，以產生一調整後影像資料；其中該第二時序產生器係依據本身純硬體的運算以產生該複數個第二驅動訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置，其中該至少一影像 資料係為一圖框影像資料，且該第一影像資料與該第二影像資料係為該圖框影像資料的一部分。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置，其中該第二時序產生器依據該複數個第一驅動訊號中至少一部分的第一驅動訊號以產生該複數個第二驅動訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置，其中該第二視窗的位置係隨著時間而改變，且該第二時序產生器依據本身純硬體的運算以產生一更新後複數個第二驅動訊號，以界定一更新後第二視窗的位置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理裝置，其中該影像調整單元使用同一套電路來針對該影像資料中對應該第一視窗的第一影像資料以及對應該第二視窗的第二影像資料分別進行一第一及第二影像調整，其中該第二影像調整異於該第一影像調整。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理裝置，其中該至少一影像資料係為一圖框影像資料，且該第一影像資料與該第二影像資料係為該圖框影像資料的一部分，且該圖框影像資料中的像素資料係被逐行地輸入至該同一套電路，以進行該第一影像調整與該第二影像調整。
  7. 一種影像處理方法，包含有：產生用以界定一第一視窗位置的複數個第一驅動訊號；以及使用一時序產生器以產生用以界定一第二視窗位置的複數個第二驅動訊號，其中該第二視窗係位於該第一視窗之內，其中該時序產生器包含有：一參數暫存器，用來儲存至少用以界定該第二視窗之初始位置的多個參數；一計算與判斷邏輯，耦接於該參數暫存器，用來根據該些參數來更新該第二視窗的位置，並據以產生相關資訊；以及一時序邏輯，耦接於該參數暫存器與該計算與判斷邏輯，用來根據該些參數以及該相關資訊以產生用以界定該第二視窗位置的該複數個第二驅動訊號；以及依據該複數個第一驅動訊號所界定之該第一視窗的位置以針對至少一影像資料中對應該第一視窗的第一影像資料進行一第一影像調整，以及依據該複數個第二驅動訊號所界定之該第二視窗的位置以對應該第二視窗的第二影像資料進行異於該第一影像調整之一第二影像調整，以產生一調整後影像資料；其中該時序產生器係依據本身純硬體的運算以產生該複數個第二驅動訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該至少一影像資料係為一圖框影像資料，且該第一影像資料與該第二影像資料係為該圖框影像資料的一部分。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中使用該時序產生器以產生用以界定該第二視窗位置的該複數個第二驅動訊號的步驟包含有：使用該時序產生器依據該複數個第一驅動訊號中至少一部分的第一驅動訊號以產生該複數個第二驅動訊號。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該第二視窗的位置係隨著時間而改變，且該方法另包含有：使用該時序產生器以依據本身純硬體的運算來產生一更新後複數個第二驅動訊號，以界定一更新後第二視窗的位置。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中產生該調整後影像資料的步驟包含有：使用同一套電路來針對該影像資料中對應該第一視窗的第一影像資料以及對應該第二視窗的第二影像資料進行一第一及第二影像調整，其中該第二影像調整異於該第一影像調整。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該至少一影像資料係為一圖框影像資料，且該第一影像資料與該第二影像資料係為該圖框影像資料的一部分，且該圖框影像資料中的像素資料係被逐行地輸入至該同一套電路，以進行該第一影像調整與該第二影像調整。
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